안녕하세요. 정하윤 기자입니다. 원자 모형이 현재에 이르기까지 많은 발전이 있었다는 사실, 아시나요? 이번 기사의 주제는 원자 모형의 발전으로, 어떻게 발전했는지 자세히 알아보도록 하겠습니다. 

 원자를 처음 생각해냈던 데모크리토스와 돌턴의 원자론을 주장한 돌턴은 원자가 더 이상 쪼개지지 않는 덩어리라고 생각을 했습니다. 그런데 조지프 존 톰슨 (Joseph John Thomson)이라는 영국의 물리학자가 이 모형을 바꿉니다. 톰슨은 크룩스관 실험을 통해 전자를 발견해 원자가 더 작은 단위로 쪼개진다는 사실을 발견합니다. 

(출처: 지디넷코리아)

톰슨은 크룩스관 양(+)극 쪽에 바람개비를 넣고 전기를 연결하면 바람개비가 돌고 (크룩스관 안은 진공 상태) 유리관 밖에 자석을 대면 음(-)극에서 나온 빛줄기가 휘어지는 걸 발견했습니다. 톰슨은 음(-)극에서 무언가가 나와 바람개비를 돌린다고 생각했습니다. 그리고 여기서 나오는 걸 전자라고 생각했습니다. 그렇게 톰슨이 완성한 원자 모형은 동그란 푸딩(양전하를 의미)에 건포도(전자를 의미)가 박혀있는 것 처럼 보이는 모형이었습니다. 

(출처: 다음카페)

그리고 어니스트 러더퍼드(Ernest Rutherford)라는 뉴질랜드의 물리학자가 실험을 통해 원자핵을 발견하고 새로운 원자 모형을 만듭니다. 그 실험이 바로 알파 입자 산란 실험입니다.  

(출처: 초등학생을 위한 양자역학 (1) 시간 여행의 시작)

알파 입자를 금박에 쏴서 어떤 현상이 일어나는지 관찰했는데 알파 입자 8,000개 중 1개꼴로 알파 입자가 튀어나왔습니다. 러더퍼드는 이걸 보고 입자가 원자의 핵에 부딪혀 튕겨 나간 거라고 생각 하고 새로운 원자모형을 완성했습니다. 

러더퍼드의 원자 모형 (출처: 네이버 블로그) 

원자 모형에서 전자는 음전하의 성질을 갖고 있고, 원자핵은 양전하의 성질을 갖고 있으니 전자가 원자핵에 끌리는게 맞는데 러더퍼드의 원자 모형은 왜 이 전자와 원자핵이 충돌하지 않는지 설명을 못 한다는 허점이 있습니다. 

그래서 러더퍼드의 제자인 덴마크의 물리학자 닐스 보어(Niels Henrik David Bohr)는 전자가 여러 가지 궤도를 갖고 있고 에너지를 흡수하면 바깥쪽 궤도로 이동하고 에너지를 방출하면 안쪽 궤도로 이동한다고 설명했습니다. 그리고 새로운 원자 모형을 만들었습니다. (밑 사진)

보어의 원자 모형 (출처: 네이버 블로그) 

이렇게 보면, 원자 모형에게도 참 많은 이야기가 얽혀있네요~.

오늘은 원자 모형의 변화를 살펴보았습니다. 제가 준비한 기사는 여기까지고요, 읽어주셔서 감사합니다. 이상, 정하윤 기자였습니다.